[實用新型]PEMFC及其陰極流場板、雙極板

有效

• 申請號: 201720644568.6
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN207149631U
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 余意;鐘華壽;陳駿;陳雪松
• 申請（專利權）人: 上海汽車集團股份有限公司
• 主分類號: H01M8/0258
• 分類號: H01M8/0258;H01M8/0202;H01M8/10
• 代理公司: 北京信遠達知識產權代理事務所(普通合伙)11304
• 代理人: 魏曉波

1.一種PEMFC的陰極流場板，其特征在于，包括：

若干間隔排列的氧化劑氣體通道，所述氧化劑氣體通道位于所述陰極流場板的第一表面；

至少一個水通道，與所述第一表面在所述陰極流場板的厚度方向上存在間距，所述水通道在所述氧化劑氣體通道的排列方向上位于相鄰兩個所述氧化劑氣體通道之間；

所述陰極流場板由多孔材料板制成，并適于使所述PEMFC的生成水在差動毛細效應的作用下自所述第一表面穿過所述陰極流場板進入所述水通道內。

2.如權利要求1所述的陰極流場板，其特征在于，所述陰極流場板的孔隙在自所述水通道指向所述第一表面的方向上減小。

3.如權利要求1所述的陰極流場板，其特征在于，所述水通道位于所述陰極流場板的第二表面上，所述第一表面與第二表面在所述厚度方向上背對設置。

4.如權利要求1所述的陰極流場板，其特征在于，所述氧化劑氣體通道、水通道在所述排列方向上交錯設置。

5.如權利要求1所述的陰極流場板，其特征在于，所述氧化劑氣體通道設計縱向蜿蜒結構。

6.如權利要求1所述的陰極流場板，其特征在于，所述多孔材料板為金屬纖維多孔材料板。

7.如權利要求6所述的陰極流場板，其特征在于，所述金屬纖維多孔材料為纖維燒結氈或纖維編織網。

8.如權利要求6所述的陰極流場板，其特征在于，所述金屬纖維多孔材料板材質為不銹鋼或銅合金；

所述陰極流場板的參數包括：孔隙率為70％至85％，透氣度為40L/(min·dm2)至100L/(min·dm2)，在所述厚度方向上的電阻率為50μΩ·cm至80μΩ·cm，在垂直于所述厚度方向的方向上的熱導率為 15W/(m·K)至21W/(m·K)，屈服強度為200MPa以上，抗拉強度為400MPa以上。

9.如權利要求5所述的陰極流場板，其特征在于，所述陰極流場板為沖壓成型板、軟膜成型板、液壓膨脹成型板或粉末冶金成型板。

10.如權利要求1所述的陰極流場板，其特征在于，所述氧化劑氣體通道具有進口和出口，所述進口供所述氧化劑氣體送入，所述出口供多余的所述氧化劑氣體排出；

所述第一表面包括凹凸面，所述凹凸面由若干在自所述進口指向所述出口的方向上交錯設置的凸面和凹面相連而成。

11.如權利要求10所述的陰極流場板，其特征在于，所述凹凸面在垂直于所述排列方向的平面上的投影呈正弦曲線狀。

12.一種PEMFC的雙極板，其特征在于，包括：

陽極流場板，設有若干間隔排列的燃料氣體通道；

權利要求1至10任一項所述的陰極流場板；

絕緣隔板，位于所述陽極流場板與陰極流場板之間，所述絕緣隔板與所述陽極流場板、陰極流場板均固定。

13.一種PEMFC，其特征在于，包括堆疊設置的若干電池單元，所述電池單元包括：依次堆疊設置的陽極流場板、陽極氣體擴散層、質子交換膜、陰極氣體擴散層以及權利要求1至8任一項所述的陰極流場板；

所述陽極流場板設有若干間隔排列的燃料氣體通道；

所述陰極流場板的所述第一表面與所述陰極氣體擴散層接觸，且所述陰極流場板與陰極氣體擴散層之間形成差動毛細效應，以使所述PEMFC的生成水自所述第一表面穿過所述陰極流場板進入所述水通道內。

14.如權利要求13所述的PEMFC，其特征在于，同一所述電池單元內的所述陰極流場板的孔隙大于陰極氣體擴散層的孔隙，以形成差動毛細效應。

15.如權利要求13所述的PEMFC，其特征在于，所述氧化劑氣體通道具有進 口和出口，所述進口供所述氧化劑氣體送入，所述出口供多余的所述氧化劑氣體排出；

所述第一表面包括凹凸面，所述凹凸面由若干在自所述進口指向所述出口的方向上交錯設置的凸面和凹面相連而成；

所述陰極流場板的所述凹凸面與陰極氣體擴散層圍成腔室，所述腔室與所述氧化劑氣體通道連通。

16.如權利要求13所述的PEMFC，其特征在于，所述電池單元還包括絕緣隔板，定義所述PEMFC中任意相鄰的兩個所述電池單元分別為第一電池單元、第二電池單元；

所述絕緣隔板位于所述第一電池單元的所述陰極流場板與所述第二電池單元的所述陽極流場板之間，并與所述陰極流場板、陽極流場板固定。